海洋中深層顆粒動力學是生源要素及痕量元素海洋生物地球化學循環的重要內容，由于中深層海洋物質循環時間尺度與表層海洋存在顯著差異，諸多真光層常用的顆粒動力學研究方法在中深層海洋受到限制，因此迄今中深層顆粒動力學的研究尚比較缺乏。²¹⁰Po-²¹⁰Pb是GEOTRACES計劃重點關注的放射性同位素指標之一，其示蹤的時間尺度與中深層顆粒動力學過程匹配，理論上可用于中深層顆粒動力學研究。

我實驗室楊偉鋒教授課題組通過對南海西部海域中層水體中²¹⁰Po和²¹⁰Pb基本地球化行為研究，發現該海域200-1000 m水體存在顯著的²¹⁰Po虧損現象，與通常中深層海洋²¹⁰Po與²¹⁰Pb平衡現象明顯不同，結合懸浮顆粒物濃度及²¹⁰Po的固-液分配特征提出陸架再懸浮沉積物向海盆的運移是導致中層水體²¹⁰Po虧損的主要機制。基于²¹⁰Po-²¹⁰Pb不平衡程度揭示了南海西部中層水體顆粒物的平均停留時間介于1-4個月之間，說明陸架再懸浮沉積物可在南海海盆較大空間范圍內進行擴散。通過²¹⁰Po-²¹⁰Pb一維模型初步估算了南海西部中層水體顆粒物的沉降通量介于4.19-10.20 g m^-2 d^-1之間，該結論也得到南海所有沉積物捕集器結果的支持。該研究結果證明²¹⁰Po-²¹⁰Pb不平衡可用于研究南海中深層顆粒物相關生源要素及痕量元素的循環及陸架與海盆的物質交換過程。

南海西部及SEATS站中層水體²¹⁰Po/²¹⁰Pb比值分布

Profiles of ²¹⁰Po/²¹⁰Pb ratio in mesopelagic water in the western South China Sea

該研究成果于近日發表于GEOCHEMISTRY GEOPHYSICS GEOSYSTEMS。

Citation: Ma, Haoyang; Yang, Weifeng; Zhang, Lihao; Zhang, Run; Chen, Min; Qiu, Yusheng; Zheng, Minfang. Utilizing ²¹⁰Po deficit to constrain particle dynamics in mesopelagic water, western South China Sea. Geochemistry Geophysics Geosystems, 2017, 18 (4):1594-1607, doi:10.1002/2017GC006899.

論文鏈接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2017GC006899/full.